Рабочее лопастное колесо способствует передаче вращательного момента к насосному устройству, который поступает от электрического двигателя. Это колесо надежно закреплено на валу при помощи подшипников, специально разработанных для обеспечения высокой степени защиты от негативного воздействия жидкости, которую они перекачивают.
Разбор внутреннего устройства и принципа работы самовсасывающего насоса для воды
Для создания эффективных систем автономного водоснабжения в загородных коттеджах, частных домах и дачных участках незаменимы самовсасывающие насосы для воды. Как следует из названия, это оборудование в состоянии поднимать жидкость с глубины, находясь на небольшом расстоянии от источника водозабора. При этом вода проходит через насос, что делает его эффективным для использования в различных условиях. Модели, выпускаемые производителями, отличаются друг от друга как по назначению, так и по техническим характеристикам, что крайне важно учитывать при выборе насоса для бытового использования. Часто самовсасывающие насосы в автономных системах загородного водоснабжения комплектуются накопительными или мембранными напорными баками, и в таком случае их уже часто называют насосными станциями.
В данном видеоролике наглядно продемонстрирован принцип работы бытового самовсасывающего насоса, который осуществляет забор жидкости с помощью шланга из источника и перекачивает её в нужное место.
Виды самовсасывающих насосов
Производители предлагают самовсасывающие насосы как с встроенным, так и с выносным эжектором. В таких насосах всасывание и подъем жидкости осуществляются за счет создания разряжения. Эжекторные установки, как правило, издают значительный уровень шума во время работы, поэтому их необходимо устанавливать в помещении, отдаленном от жилых зон. Ключевое преимущество самовсасывающих насосов с эжектором в их способности поднимать воду с глубин, среднее значение которых составляет около 10 метров. В этом случае подающая труба опускается в источник водозабора, а сам насос устанавливается на определенном расстоянии от него, что позволяет удобно контролировать и обслуживать оборудование, таким образом увеличивая его срок службы.
Важно! Все модели бытовых самовсасывающих насосов этого типа должны быть защищены от работы без жидкости, так как сухой ход может привести к серьезным повреждениям агрегата и его последующему выходу из строя.
Вторым типом таких насосов являются самовсасывающие модели, которые способны поднимать воду без использования эжекторов. Основной механизм работы этих насосов заключается в гидравлическом устройстве со специальной многоступенчатой конструкцией. В отличие от эжекторных моделей, гидравлические насосы работают гораздо тише, но, к сожалению, их способности по забору воды с глубины несколько ниже.
Устройство и принцип действия центробежного насоса
На изображении ниже представлено устройство самовсасывающего насоса центробежного типа. Он состоит из корпуса спиральной формы, внутри которого жестко закреплено рабочее колесо. Это колесо состоит из двух дисков, между которыми расположены лопасти, направленные в обратную сторону от направления вращения. Связь между насосом и напорным, а также всасывающим трубопроводом осуществляется через патрубки определенного диаметра.
Так схематично выглядит конструкция самовсасывающего центробежного насоса для перекачки воды, который используется в частных домах и на дачах.
Принцип работы центробежных самовсасывающих насосов включает следующие шаги:
- При наполнении корпус и всасывающий трубопровод водой рабочее колесо начинает вращение.
- При вращении колеса возникает центробежная сила, которая выталкивает воду от центра колеса к его периферийным участкам.
- Создаваемое повышенное давление на периферии способствует перемещению жидкости в напорный трубопровод.
- Одновременно, в центре рабочего колеса, давление понижается, что приводит к поступлению жидкости через всасывающий трубопровод в корпус насоса.
- Таким образом, происходит непрерывная подача воды самим насосом центробежного типа.
Важно! В конструкции центробежных насосов может присутствовать от одного до нескольких рабочих колес. В зависимости от количества колес их различают на одноступенчатые и многоступенчатые насосные установки. Тем не менее, количество рабочих колес не влияет на общий принцип работы оборудования, так как жидкость перемещается под действием центробежной силы, создаваемой вращающимися колесами.
Принцип работы самовсасывающего вихревого насоса
Воздух, изображенный на рисунке желтым цветом, всасывается в корпус насоса благодаря вакууму, который создается при вращении импеллера (рабочего колеса). Далее происходит смешивание воздуха, попавшего внутрь, с рабочей жидкостью, находящейся в корпусе агрегата. Сама жидкость в схеме обозначена голубым цветом.
Типы самовсасывающих насосов
Можно выделить два основных типа самовсасывающих насосов: центробежные и вихревые. Мы уже упоминали о них на нашем сайте, но повторим основные моменты для ясности.
Оба этих типа имеют рабочее колесо с лопастями, расположенными по краю колеса, которые направлены радиально. Такую конструкцию часто называют импеллером. Вода отталкивается лопастями к периферии корпуса, а затем возвращается обратно. В результате в рабочей камере вихревого насоса формируются струи воды, которые сталкиваются, создавая вихревые потоки (отсюда и название).
Вихревые насосы обладают способностью создавать значительно большее давление, чем центробежные. При равных размерах рабочего колеса различие в создаваемом давлении может достигать 6-7 раз, что является значительной величиной. Поскольку они относятся к классу самовсасывающих, такие насосы могут функционировать даже в присутствии воздуха внутри, хотя для их успешного запуска требуется наличие определенного объема воды. Это существенно упрощает процесс запуска, особенно учитывая, что вода остается внутри насоса после предыдущих циклов работы.
К преимуществам вихревых насосов можно отнести хорошее давление, легкость запуска, компактные размеры и возможность перекачивания смеси воды и воздуха, не теряя при этом своих рабочих характеристик. Однако существует и ряд недостатков. Один из главных минусов – это низкий коэффициент полезного действия (КПД) таких насосов. Он не превышает 45%, что означает, что затраты на электроэнергию будут высокими при сравнении с насосами с улучшенным КПД и аналогичным уровнем потребления. В результате, вы можете получить равные значения напора и объема перекачиваемой жидкости, но дороже обойдется эксплуатация такого устройства.
Исходя из этого, вихревые самовсасывающие насосы не так часто применяются для водоснабжения жилых объектов или в случаях, когда требуется частое использование. Несмотря на все достоинства, они более подходят для периодического применения, например, для полива огорода. Тем не менее, этот тип насосов достаточно популярен, и у него есть свои преимущества.
Центробежные самовсасывающие насосы
Второй тип, который заметно отличается от предыдущего. Операционная область этих устройств имеет улиткообразное сечение. Движение воды осуществляется крыльчаткой, которая установлена на валу. Вал может быть один или несколько, в зависимости от конкретной модели насоса. Преимущество моделей с несколькими валами, известных как многоступенчатые, заключается в их способности менять производительность. Это помогает экономить электроэнергию, так как насос не будет включен на полную мощность, если это не нужно.
После запуска насоса вал начинает вращаться, тем самым вода прижимается к стенкам, и возникает центробежная сила, которая выталкивает воду в сторону выходного патрубка. В то же время, в центре крыльчатки формируется зона пониженного давления, что способствует забору воды из колодца. Эта конструкция считается надежной, кроме того, центробежные самовсасывающие насосы работают очень тихо по сравнению с другими типами. Их срок службы может достигать десятков лет, и они способны перекачивать не чистую воду.
Однако особенностями конструкции и принципа работы являются недостатки: в случае образования воздушной пробки центробежная сила не возникает, и насос перестает качать воду. Это значит, что в рабочей камере всегда должна находиться вода. При первом включении центробежный самовсасывающий насос заполняется водой через специальное отверстие, а в дальнейшем заливать воду обычно не требуется, так как предусмотрен обратный клапан, который позволяет удерживать воду при отключении насоса.
Варианты с эжектором
Ранее упоминалось, что насосы с эжектором не распространены. Однако их описание важно. Как и было сказано, основное отличие от предыдущих типов заключается в наличии эжектора. Этот элемент включает два входа и один выход. Один вход предназначен для забора воды, другой сужается внутри насоса для обеспечения рециркуляции потока. В результате в рабочей камере образуется зона разряжения, что улучшает забор воды из источника.
Такое устройство позволяет создать разницу давления между точкой входа и рабочей камерой насоса, что способствует ускорению потока. Благодаря этому значительно увеличивается глубина, с которой насос способен забирать воду, иногда почти в пять раз в сравнении с обычными самовсасывающими насосами. Однако существуют и ограничения: часть воды возвращается обратно в источник, из-за чего производительность снижается. Кроме того, насосы с эжектором более шумные. Низкая производительность не является критичным недостатком, поскольку для большинства домашних нужд ее более чем достаточно.
Тем не менее, причина низкого интереса к насосам с эжектором заключается в том, что зачастую потребители предпочитают приобретать другие модели, которые выполняют ту же задачу. У них тоже имеются свои плюсы и минусы, однако, как правило, они оказываются более доступными по цене, поэтому насосы с эжекторами не получили широкого распространения.
Эжекторные насосы
Самая большая глубина, с которой могут подниматься вода с помощью поверхностных вихревых и центробежных насосов, составляет 8-9 метров. Однако источники с большей глубиной требуют установки специального эжектора. Это трубка специфической формы, которая при движении воды через неё формирует разряжение на входе. Такие устройства также относятся к самовсасывающим насосам. Эжекторный самовсасывающий насос способен поднимать воду с глубины 20-35 метров, что вполне достаточно для работы с большинством источников.
Недостатком данного устройства является то, что для его корректной работы необходимо возвращать часть перекачиваемой воды, что существенно снижает производительность. Тем не менее, затраты на электроэнергию при этом останутся на прежнем уровне. При установке инжектора в колодец или скважине достаточного диаметра, опускаются два трубопровода: один напорный большего сечения и второй возвратный меньшего. К их выходам подключается эжектор, а на концах устанавливается фильтр и обратный клапан. В данном случае недостаток заключается в необходимости использования двух труб, что увеличивает общую стоимость установки.
В малодиаметральных скважинах используется один подающий трубопровод, тогда как в качестве обратного применяется обсадная труба скважины. Это также создает зону разряжения.
Вихревые и центробежные — сравнение и область применения
Разберем сначала общие характеристики:
- максимальная глубина всасывания составляет 8-9 метров;
- тип установки — поверхностный;
- для всасывающего трубопровода необходимо использовать трубу или армированный шланг (обычные шланги использовать нельзя, так как они могут быть повреждены негативным давлением).
Теперь обсудим различия между вихревыми и центробежными насосами. Вихревые насосы более компактные и имеют более низкую стоимость, но в то же время работают значительно громче. Центробежные насосы работают тише и создают небольшое давление на выходе. Вихревые насосы способны на порядок увеличить давление при одинаковых размерах рабочих колес и одинаковой скорости вращения. Однако нельзя утверждать, что это является их безусловным преимуществом — не всегда требуется такой высокий напор. Например, при поливе сада и огорода подобное высокое давление может привести к размыванию почвы или повреждению корней растений. Таким образом, для полива лучше использовать самовсасывающий насос центробежного типа.
Когда необходимо большое давление на выходе, например, при организации водоснабжения дома, полезные характеристики вихревых насосов могут проявиться в полной мере. Однако существует всего лишь один недостаток: они не способны обеспечить высокую производительность. Поэтому для таких задач чаще всего используют центробежные насосы в сочетании с гидроаккумуляторами, что уже подразумевает наличие насосной станции.
Главный недостаток поверхностных центробежных самовсасывающих насосов заключается в том, что перед началом их работы их необходимо заполнять водой. Это может быть не совсем удобным, особенно для использования в системах полива.
Чем интересны насосы от компании ТЕХМАШ?
Наши насосы могут быть изготовлены в различных модификациях. Компания ТЕХМАШ предлагает создание высококачественных самовсасывающих насосов на заказ с учетом индивидуальных предпочтений каждого клиента.
Наше оборудование отличается высоким качеством. Оно может использоваться не только для перекачки воды, но и для транспортировки химических, пищевых, щелочных и нефтяных жидкостей.
Компания ТЕХМАШ предлагает различные варианты оборудования:
Для транспортировки жидкостей с высокой температурой на насос можно установить специальный бачок для затворной жидкости, а также двойной торцевой затвор. Эти компоненты позволяют переносить жидкость с температурой до 240 градусов по Цельсию.
Основные достоинства самовсасывающих насосов:
Типы консольных насосов с функцией самовсасывания
Главное предназначение консольного насосного оборудования – работа с очищенной и малозагрязненной жидкостью. В их составе не должно присутствовать посторонних веществ. Допускается содержание абразивных частиц до 0,1% при максимальном размере не более 0,2 миллиметра.
Среди консольных самовсасывающих насосов выделяются 4 основных модели, отличающиеся конструктивными особенностями:
- К — Консольные насосы. Классические установки с горизонтально расположенным корпусом, работающим колесом и электродвигателем. Все элементы соединены при помощи специальной упругой муфты.
- КМ — Консольно моноблочные насосы, в которых насосная станция не имеет отдельного вала для рабочего колеса.
- КМП — Консольно моноблочные насосы.
- Специальные повысительные агрегаты, используемые для систем водоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве. Они практически не отличаются от вышеописанной модели.
- КМЛ. Это консольно-линейные установки, в которых ось рабочего колеса располагается вертикально. Конструкция предусматривает линейное расположение подающих и отводящих патрубков.
Компания ТЕХМАШ предлагает купить насосы модели КМ с функцией самовсасывания. Они находят широкий спрос на промышленных объектах различного назначения.
Особенности использования эжектора
Стандартные модификации самовсасывающих насосов имеют возможность поднимать воду на высоту до 9-10 метров. Это может быть недостаточно, если планируется устройство скважины, так как на такой глубине вода может не удовлетворять требованиям безопасности — в ней могут присутствовать органические примеси.
Эжектор используется для забора воды с больших глубин. Это устройство представляет собой специальную трубку с одним выходом и двумя входами. Широкий нижний вход предназначен для забора воды, а второй сужается внутри, обеспечивая рециркуляцию в две стороны. Вода смешивается и подается к насосу.
В этом случае запущен закон Бернулли — вода проходит через суженный патрубок, появляется турбинный эффект, что приводит к увеличению скорости потока, а эжектор создает низкое давление. Эти области заполняются водой, поступающей через основное сопло. В итоге давление возрастает за счет перепада давления в системе.
Важно! Эффективность работы насосов с эжектором может снижаться, так как часть перекачиваемой воды неизбежно возвращается в скважину. В случае работы без эжектора насос функционирует на 30% эффективнее, однако производительность снизится.
Принцип работы моделей без эжектора основывается на использовании гидравлического устройства с одним или несколькими рабочими колесами. Такие насосы более тихие, но имеют ограничения по глубине подъема — меньше 9 метров.
- Производительность составляет около 3-5 кубометров в час, чего достаточно для обеспечения хозяйственных нужд в большом доме.
- Давление достигает 4-6 Бар, что более чем достаточно для работы стиральной машины и сантехнических устройств.
- Насосы нельзя устанавливать в жилых помещениях из-за повышенного уровня шума, их можно монтировать в бетонных колодцах или подвалах.
Выбирая необходимый уровень производительности, следует учитывать не только глубину, с которой будет забираться вода, но и количество точек водозабора, а также длину трубопровода. Если установлен выносной эжектор, оборудование будет работать тише, что позволит выбрать насос, который можно установить ближе к жилым помещениям.
Для выбора оборудования для домашнего использования необходимо учитывать мощность и производительность. Эти показатели следует сопоставлять с расстоянием от скважины до дома, глубиной залегания воды и общим объемом водопровода. Все расчеты желательно проводить перед покупкой оборудования, и желательно организовать установку водопроводной системы одновременно с приобретением насоса.
Коротко о главном
Таким образом, выбор самовсасывающего насоса — это выбор оборудования с максимальным КПД. Он обеспечивает высокую производительность и долгосрочную работу без сложного обслуживания и необходимости привлечения технических специалистов. Благодаря высокому качеству системы такие насосы могут также использоваться как в пищевой промышленности, так и в домашних условиях.
Как вы считаете, стоит ли использовать самовсасывающий насос самостоятельно или лучше обратиться за помощью к специалистам?
